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Ricerca, realizzato al Cnr simulatore atomico per captare il sussurro dei vortici quantistici

Di Redazione

Roma, 21 dic. Accelerano i progressi tecnologici nella simulazione quantistica con atomi ultrafreddi. Un gruppo di ricercatori dell'Istituto nazionale di ottica del Cnr presso il Lens (Laboratorio europeo di spettroscopia non-lineare) dell'Università di Firenze ha studiato la dinamica di vortici quantistici utilizzando un simulatore programmabile basato su atomi ultrafreddi di litio. Questo lavoro, pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature, "offre una nuova finestra sui meccanismi elementari alla base del rilassamento di stati quantistici vorticosi come la turbolenza, che rimane tuttora di difficile comprensione e modellizzazione" sottolineano i ricercatori.

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I vortici, ovvero il moto a spirale di un fluido attorno a un asse definito, fanno parte della nostra vita quotidiana. Li osserviamo quando mescoliamo il caffè o quando nuotiamo, ed appaiono nell'atmosfera come cicloni. Nel nostro corpo, la dinamica dei vortici favorisce il trasferimento di ossigeno nei vasi sanguigni e gioca un ruolo cruciale nel tessuto cardiaco, in connessione con l'insorgere di patologie e malfunzionamenti. Nei fluidi classici, il moto vorticoso tende a scomparire grazie alla diffusione dell'energia rotazionale del fluido causata dalle forze di attrito che gli conferiscono viscosità.

I ricercatori sottolineano che nel mondo quantistico, in cui le particelle si comportano come onde e le leggi della fisica sono dettate da passi discreti, cioè quantizzati, i vortici si comportano in maniera differente. La velocità del loro moto rotatorio non può assumere qualsiasi valore, ma appunto solo valori “discreti”. Nei superfluidi e nei superconduttori, la dinamica dei vortici quantistici gioca un ruolo fondamentale nell'insorgere di processi dissipativi che ne limitano le proprietà di conduzione senza viscosità e resistenza.

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